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TATB/氟聚物复合材料的界面作用和力学性能研究

宋华杰  
【摘要】: 塑料粘结炸药(Plastic-bonded explosive,PBX)的力学性能除决定于单质炸 药和粘结剂的力学性能外,与二者的界面作用强度密切相关。本文通过三氨 基三硝基苯(Triamino-tinitro-benzene,TATB)炸药和四种氟聚物粘结剂的表面 能测定,X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)研究,扫描 电镜(Scanning electron microscopy,SEM)观察和动态力学分析(Dynamic mechanical analysis,DMA)方法详细研究了TATB与氟聚物的界面作用。 表面能数据是通过接触角实验,分别用YGGF方程、几何方程及调和方 程计算得到的。通过有关接触角检验,YGGF方程计算TATB、HMX、F2314、 F2311、F2603和F2463等固体的表面能较为可靠,它们分别为51.8,44.7, 30.8,25.1,20.1和31.1(mJ/m~2)。根据计算得到的热力学粘合功的范德华 作用分量、酸碱作用分量以及XPS研究结果,均显示:在TATB与氟聚物的 界面上没有强氢键存在,该界面上的分子间作用主要为范德华作用。而且, 从粘合功来看,TATB与F2314的热力学界面作用最强。 通过对TATB与氟聚物的界面损耗和A值的研究,发现:在TF14中, 添加少量A值低的氟聚物可改善TF14的力学性能。本文对其机理提出了见 解。 为了快速地研究上述体系的宏观力学性能,本文引入了巴西试验,并取 得了良好的结果。该方法省料、省时,可用于评估不同PBX的间接拉伸性能。


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